渦電流現象についての質問です。

質問

電線の周囲に発生する磁界についての質問です。
無限に直線である導体に交流の電流を流した場合、導体の周囲に磁界が発生します。この磁界は、電流の変化の微分値に比例した値となると思います。
この磁界も交流波形であることから、直交して電界が発生すると思います。その発生した電界の部分に自由電子を持つ導体があると渦電流が発生し熱エネルギーとして消費されます。ココまでが正しいとして質問します。
渦電流を発生させる電界は、更に磁界を発生させる(これは、自由電子の有無による電流の有無は関係が無いのでしょうか？)即ち渦電流は、電磁波の原理でエネルギー伝達される現象と考えて宜しいのでしょうか？
渦電流の発生する電界は、回転ベクトル(rot)によるものと考えて宜しいのでしょうか？
回転ベクトルにおいては、どの点の電位が高いというのではなく、ある点において電界の強さと方向があるだけで、全体的にみると電位は同じであると表現しても間違いではないのでしょうか？
また、電線からは大小は別として必ず電磁波が発生すると考えて宜しいのでしょうか？その電磁波を強く出力できるようにしたのが、アンテナってことなんでしょうか？
独学で電気理論を勉強しているので、意外と基本的なことが分かっていませんので詳しく教えていただけないでしょうか？
一杯書きましたが、宜しくお願いします。

回答No.1

endlessriver · ベストアンサー

>即ち渦電流は、電磁波の原理でエネルギー伝達される現象と考えて宜しいのでしょうか？
渦電流は変圧器など電磁波とは考慮されていない現象で問題になります。すなわち電磁誘導の現象と思います。
電磁波は電磁誘導（rot E=-∂B/∂t）に加えマクスウエルの変位電流を加えたとき（rot B=j+ε∂E/∂t）に考慮できるものとおもわれます。

>回転ベクトルにおいては、どの点の電位が高いというのではなく
電位は静電界（rot E=0で E=-grad Vとすれば数学的にrot grad V=0となる）で意味を持つ観念と思います。
したがって、変位電流が無視できない場合は電圧と言う概念で良いのでは無いでしょうか。

>電線からは大小は別として必ず電磁波が発生すると
理論的には電磁波は発生しますが実効的には誘導現象の方が強いでしょう。
>電磁波を強く出力．．．アンテナ
強く出力と言うより中波では自然に（λ/2の長さとか）と言う方があっているような気がします。八木アンテナでは強く出力しているような気がします。

あまり自信はないのですが久しぶりに考えてみました。

回答No.2

foobar

導体の周囲の磁界
電流の微分ではなくて、電流に比例した磁界になります。
で、磁界（磁束）の変化による誘導電圧が発生します。

渦電流による磁界
渦電流による磁界は、元の電流による磁界（の変化）を打ち消すように発生します。
（電磁波 とは少々異なるかと。波動として空間を伝播してるわけではないので。ベクトルポテンシャル E×Hを求めれば、エネルギーの移動は現れますが。）

電線に交流電流を流すと
大小を別にすれば、波動として伝播する成分（電磁波）は出るでしょう。
（無限長の電線を仮定するなら、しっかり電磁波の成分（という表現も変な気もしますが）は出るかと。)
有限長の電線だと、電磁波として空間に伝播していくせいぶんと、導体周辺に留まる（という表現も問題有りますが）成分の割合は、電線長や周波数に依存するかと思います。